Bài viết giới thiệu phần mềm trực tuyến “Sinh khí hậu trong Lâm nghiệp” nhằm nâng cao khả năng ứng dụng phần mềm và đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác giảng dạy, nghiên cứu khoa học.
Trang 1GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TRỰC TUYẾN
"SINH KHÍ HẬU TRONG LÂM NGHIỆP"
Lê Sỹ Doanh 1 , Mai Thị Thanh Nhàn 1 TÓM TẮT
Phần mềm “Sinh khí hậu trong lâm nghiệp” là một sản phẩm khoa học của đề tài nghiên cứu cấp bộ “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số nhân tố khí hậu, thủy văn và đất đến thực vật rừng, từ đó xây dựng phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp” Phần mềm được xây dựng với hệ thống cơ sở dữ liệu về các chỉ tiêu sinh khí hậu, thủy văn, hải văn, điều kiện lập địa cho các địa phương trên địa bàn cả nước; các thuật toán nội suy theo không gian và thời gian với độ chính xác cao Phần mềm được đánh giá là một công cụ hỗ trợ đa năng cho công tác giảng dạy, cũng như nghiên cứu khoa học Lâm nghiệp tại trường Đại học Lâm nghiệp nói riêng và cho cả ngành Lâm nghiệp nói chung Nhóm tác giả đã lựa chọn và thực hiện nghiên cứu “Ứng dụng trực tuyến phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp”, nghiên cứu này đã xây dựng và hoàn thiện các giải pháp công nghệ để cho phép người sử dụng có thể truy xuất, ứng dụng và tra cứu, trích xuất thông tin, dữ liệu về nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, độ cao, độ dốc và
loại đất thông qua website của Viện Sinh thái rừng và Môi trường (www.ifee.edu.vn)
Từ khóa: Khí hậu, lập địa, lâm nghiệp, sinh khí hậu, thủy văn
I ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay công nghệ thông tin đang phát
triển mạnh với những bước đột phá và nhiều
thành tựu nổi bật Trong những năm qua việc
ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy,
nghiên cứu khoa học luôn nhận được sự quan
tâm và đầu tư của Đảng và Nhà nước Trường
Đại học Lâm nghiệp là đơn vị đầu ngành trong
lĩnh vực giảng dạy, nghiên cứu khoa học lâm
nghiệp của cả nước, chính vì vậy việc ứng
dụng công nghệ mới vào công tác giảng dạy và
nghiên cứu khoa học luôn được Nhà trường
đầu tư thích đáng Phần mềm “Sinh khí hậu
trong lâm nghiệp” là một sản phẩm khoa học
công nghệ thuộc đề tài cấp Bộ Nông nghiệp &
PTNT của Trường được hoàn thành năm 2008
do PGS.TS Vương Văn Quỳnh chủ trì thực
hiện, phần mềm được đánh giá là một công cụ
hỗ trợ đa năng cho công tác giảng dạy, cũng
như nghiên cứu khoa học lâm nghiệp Với
phiên bản hiện nay, phần mềm chỉ cho phép
cài đặt và ứng dụng trên các máy tính đơn lẻ,
chính vì vậy để khai thác hệ thống cơ sở dữ
liệu về: Địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu của
phần mềm người sử dụng phải cài đặt phần
mềm trên máy tính, điều đó không thuận lợi,
hiệu quả khai thác thông tin thấp Để góp phần
1 ThS Trường Đại học Lâm nghiệp
nâng cao khả năng ứng dụng của phần mềm và đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác giảng dạy, nghiên cứu khoa học, nhóm nghiên cứu của Viện Sinh thái rừng và Môi
trường đã triển khai: "Nghiên cứu ứng dụng trực tuyến phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp" Với mục tiêu xây dựng được phần
mềm trực tuyến Sinh khí hậu trong lâm nghiệp, cho phép người sử dụng truy xuất và khai thác các thông tin về: Địa hình, thổ nhưỡng, khí hậu thông qua mạng Internet trên Website của Viện Sinh thái rừng và Môi trường
II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp kế thừa tư liệu
Đề tài kế thừa và phát triển ứng dụng phần mềm “Sinh khí hậu trong lâm nghiệp” là sản phẩm của đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ thuộc Bộ Nông nghiệp & PTNT do PGS.TS Vương Văn Quỳnh làm chủ trì đề tài Toàn bộ
hệ thống cơ sở dữ liệu của phần mềm đã được nhóm nghiên cứu kế thừa bao gồm các tư liệu về: khí hậu, địa hình, thổ nhưỡng
- Phương pháp chuyên gia
Trong quá trình nghiên cứu và xây dựng giải pháp ứng dụng trực tuyến phần mềm “Sinh khí hậu trong lâm nghiêp”, nhóm nghiên cứu đã tham vấn ý kiến của các chuyên gia về lập trình Website của Ban Công nghệ thông tin trường
Trang 2Đại học Lâm nghiệp giải pháp chuyển hóa hệ
thống dữ liệu bản đồ từ cơ chế hoạt động ngoại
tuyến sang cơ chế hoạt động trực tuyến và cho
phép nhiều người sử dụng có thể truy cập, xử lý
dữ liệu tại cùng một thời điểm
- Thử nghiệm và hoàn thiện
Các giải pháp ứng dụng trực tuyến phần
mềm “Sinh khí hậu trong lâm nghiệp” sau khi
thiết kế và xây dựng được nhóm nghiên cứu
khảo nghiệm và ứng dụng trong thực tế thông
qua liên kết với Website của Viện Sinh thái
rừng và Môi trường (www.ifee.edu.vn), qua
đây sẽ phát hiện các lỗi kỹ thuật và giao diện
để sửa chữa, hoàn thiện phần mềm
III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1 Lựa chọn giải pháp kỹ thuật xây dựng
phần mềm trực tuyến Sinh khí hậu trong
lâm nghiệp
Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả tiến
hành nghiên cứu ứng dụng trực tuyến hợp phần
tra cứu dữ liệu của phần mềm Sinh khí hậu
trong lâm nghiệp với mục tiêu cung cấp một
công cụ hỗ trợ tra cứu thông tin trực tuyến
phục vụ thông tin cho nghiên cứu, giảng dạy,
học tập trong trường Đại học Lâm nghiệp và
phục vụ cho các nhà nghiên cứu, quản lý quan
tâm đến lĩnh vực lâm nghiệp Qua phân tích
ưu, nhược điểm, điều kiện áp dụng của các giải
pháp và tham vấn ý kiến các chuyên gia về lập trình Website, nhóm tác giả lựa chọn giải pháp như sau: Toàn bộ hệ thống cơ sở dữ liệu của phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp được chuẩn hóa lại theo định dạng*.shape, sau đó được tích hợp vào hệ thống máy chủ phục vụ duy trì hoạt động của trang Website tra cứu dữ liệu trực tuyến Các bước công việc cụ thể:
- Chuẩn hóa toàn bộ hệ thống cơ sở dữ liệu của phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp theo định dạng *.Shape
- Xây dựng trang Website tra cứu dữ liệu trực tuyến cho hệ thống cơ sở dữ liệu đã được chuẩn hóa
- Liên kết trang Website tra cứu dữ liệu với Website của Viện Sinh thái rừng và Môi
trường (http://www.ifee.edu.vn/)
- Vận hành thử nghiệm và hoàn thiện trang tra cứu
- Quảng bá và tích hợp trang Website ứng dụng trực tuyến phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp vào Website của Viện Sinh thái
rừng và Môi trường (http://www.ifee.edu.vn/)
để ứng dụng
3.2 Trang giao diện trực tuyến của phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp
Trang giao diện trực tuyến ứng dụng phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp có địa chỉ:
http://220.231.117.38:8080/skh/map_default.p html và có trang chủ như hình 01 sau:
Hình 01 Trang giao diện trực tuyến phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp
Trang 3Trang giao diện được xây dựng bao gồm 3
nhóm dữ liệu chính:
(1) Nhóm dữ liệu raster cho phép người
sử dụng truy suất với tốc độ cao các hình
ảnh của các loại bản đồ về: độ cao, độ dốc,
nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm… trong phạm vi
toàn quốc;
(2) Nhóm dữ liệu vector cho phép người sử
dụng đồng thời truy xuất hình ảnh bản đồ và hệ
thống cơ sở dữ liệu của phần mềm;
(3) Nhóm dữ liệu về ranh giới hành chính các tỉnh, huyện, xã toàn quốc
3.3 Giải pháp ứng dụng trực tuyến phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp
Hiện trang tra cứu dữ liệu trực tuyến của phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp đã được liên kết với Website của Viện Sinh thái rừng và Môi trường Người sử dụng có thể truy cập vào website của Viện theo đường dẫn:
http://www.ifee.edu.vn/ với giao diện
Hình 02 Trang chủ website Viện Sinh thái rừng và Môi trường
Trong trang giao diện này, người sử dụng
truy xuất vào biểu tượng:
Hình 03 Mục liên kết với phần mềm trực
tuyến Sinh khí hậu trong lâm nghiệp
để có thể kết nối trực tiếp với trang tra cứu dữ liệu Sinh khí hậu trong lâm nghiệp trực tuyến Khi truy xuất vào trang giao diện trực tuyến tra cứu dữ liệu Sinh khí hậu trong lâm nghiệp, người sử dụng có thể ứng dụng các tùy chọn khác nhau:
- Lượng mưa
- Nhiệt độ
- Độ ẩm
- Chỉ số xói mòn của mưa
- Độ cao
- Độ dốc
- Loại đất
- Bề dày tầng đất
- Nguồn gốc đất
Trang 4Để trích xuất dữ liệu người sử dụng chỉ việc
Click vào lựa chọn mong muốn trong vùng giữ
liệu vector để thể hiện các loại dữ liệu mong
muốn, sau đó ứng dụng công cụ Tra cứu
để trích xuất dữ liệu, cửa sổ trích xuất dữ liệu
có giao diện như sau:
Hình 04 Giao diện trích xuất dữ liệu từ phần
mềm trực tuyến Sinh khí hậu trong lâm nghiệp
Với trang giao diện này người sử dụng có
thể trích xuất dữ liệu ra dưới định dạng *.xls
hoặc *.dbf theo tùy chọn trong mục Export
result as như hình trên
Để tìm kiếm các cơ sở dữ liệu khác, người
sử dụng có thể thực hiện các thao tác tương tự
Bên cạnh công cụ tra cứu thông tin, website
còn cung cấp hệ thống các công cụ hỗ trợ khác
như sau:
: Quay trở lại trang chủ của ứng dụng
tra cứu dữ liệu Sinh khí hậu trong lâm nghiệp
trực tuyến
: Hỗ trợ người sử dụng có thể phóng
to, thu nhỏ bản đồ nền theo tỷ lệ mong muốn,
thuận tiện trong công tác tra cứu dữ liệu
: Giúp di chuyển bản đồ đến vị trí cần thiết
: Lựa chọn các khu vực muốn trích xuất dữ liệu
: Xác định khoảng các giữa các vị trí ngoài thực địa thông qua bản đồ
: Cho phép điều chỉnh độ nét của bản
đồ dữ liệu
: Tải lại, làm mới dữ liệu tra cứu từ server
3.4 Hệ thống cơ sở dữ liệu của trang web ứng dụng trực tuyến phần mềm Sinh khí hậu trong lâm nghiệp
Toàn bộ hệ thống cơ sở dữ liệu của phần mềm được xây dựng và cập nhật lên hệ thống lưới ô vuông có kích thước 500 x 500 m2 trong phạm vi toàn quốc Chính vì vậy người sử dụng có thể truy xuất các thông tin về sinh khí hậu, lập địa và thổ nhưỡng từ trang Web ứng dụng trực tuyến Sinh khí hậu trong lâm nghiệp đến quy mô các khu vực có kích thước 500 x 500 m2
- Lượng mưa: thông tin về lượng mưa trung bình năm (mm) cho các điểm có kích thước 500x500 m2 tại các xã, huyện, tỉnh trong phạm
vi toàn quốc
- Nhiệt độ: thông tin về nhiệt độ trung bình năm (oC) cho các điểm có kích thước 500x500 m2
tại các xã, huyện, tỉnh trong phạm vi toàn quốc
- Độ ẩm: thông tin về độ ẩm trung bình năm (%) cho các điểm có kích thước 500x500 m2 tại các xã, huyện, tỉnh trong phạm vi toàn quốc
- Chỉ số xói mòn của mưa: đại lượng phản ánh khả năng gây xói mòn đất của mưa, do đó
nó phụ thuộc vào lượng mưa và cường độ mưa
ở khu vực nghiên cứu
Trong đó:
Trang 5- Ri là lượng mưa trung bình của tháng thứ i
trong năm
- Chỉ số xói mòn của mưa: cung cấp cho các
điểm có kích thước 500x500 m2 tại các xã,
huyện, tỉnh trong phạm vi toàn quốc
- Độ cao: Thông tin về độ cao tuyệt đối trung
bình (m) cho các điểm có kích thước 500x500 m2
tại các xã, huyện, tỉnh trong phạm vi toàn quốc
- Độ dốc: Thông tin về độ dốc tuyệt đối
trung bình (độ) cho các điểm có kích thước
500x500 m2 tại các xã, huyện, tỉnh trong phạm
vi toàn quốc
- Loại đất: Thông tin về loại đất cho các điểm
có kích thước 500x500 m2 tại các xã, huyện, tỉnh
trong phạm vi toàn quốc với nguồn tư liệu được
sử dụng là Bản đồ Tài nguyên đất do Viện Nông
hóa Thổ nhưỡng xây dựng năm 1986
- Bề dày tầng đất: Thông tin về bề dày tầng
đất cho các điểm có kích thước 500x500 m2 tại
các xã, huyện, tỉnh trong phạm vi toàn quốc
với nguồn tư liệu được sử dụng là Bản đồ Tài
nguyên đất do Viện Nông hóa Thổ nhưỡng xây
dựng năm 1986
- Nguồn gốc đất: Thông tin về nguồn gốc
đất cho các điểm có kích thước 500x500 m2 tại
các xã, huyện, tỉnh trong phạm vi toàn quốc
với nguồn tư liệu được sử dụng là Bản đồ Tài
nguyên đất do Viện Nông hóa Thổ nhưỡng xây
dựng năm 1986
IV KẾT LUẬN
Bằng việc chuẩn hóa toàn bộ hệ thống cơ sở
dữ liệu, xây dựng trang tra cứu dữ liệu trực
tuyến, nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành
công phần mềm trực tuyến Sinh khí hậu trong
lâm nghiệp, liên kết trang tra cứu dữ liệu với
Website của Viện Sinh thái rừng và Môi trường
Trang tra cứu dữ liệu Sinh khí hậu trong lâm nghiệp trực tuyến cho phép người sử dụng tra cứu, truy xuất các thông tin về khí hậu, thổ nhưỡng và địa hình dưới các định dạng *.xls hoặc *.dbf Các thông tin được cung cấp bao gồm: lượng mưa, nhiệt độ, độ ẩm, chỉ số xói mòn của mưa, độ cao, độ dốc, loại đất, bề dày tầng đất, nguồn gốc đất
Sự thành công của phần mềm trực tuyến Sinh khí hậu trong lâm nghiệp cung cấp cho các nhà khoa học, các nhà quản lý và sinh viên lâm nghiệp một công cụ mới để khai thác những thông tin hữu ích nhanh chóng, thuận lợi phục vụ cho công tác đào tạo và nghiên cứu khoa học lâm nghiệp của Nhà trường
Để truy cập và ứng dụng những tính năng của trang tra cứu dữ liệu trực tuyến về Sinh khí hậu trong lâm nghiệp, người sử dụng có thể truy cập vào một trong hai địa chỉ sau:
- Địa chỉ 1: http://www.ifee.edu.vn/
- Địa chỉ 2:
http://220.231.117.38:8080/skh/map_default.p html
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Trần Đức Hạnh et al (1997) Lý thuyết về khai
thác hợp lý nguồn tài nguyên khí hậu nông nghiệp Nhà
xuất bản Hà Nội
2 Phạm Ngọc Toàn, Phan Tất Đắc (1975) Khí hậu
Việt Nam Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
3 Vương Văn Quỳnh, Trần Tuyết Hằng (1996) Khí
tượng thuỷ văn rừng Trường Đại học Lâm nghiệp
4 Vương Văn Quỳnh et al (2007) Nghiên cứu ảnh
hưởng của một số nhân tố khí hậu, thủy văn và đất đến thực vật rừng, từ đó xây dựng phần mềm sinh khí hậu
Đề tài khoa học câp Bộ Nông nghiệp & PTNT
5 Ngô Vinh (1985) Cơ sở khí tượng học Trường
cán bộ Khí tượng Thủy văn Trung ương xuất bản
Trang 6INTRODUTION ONLINE SOFTWAVE OF ECO – CLIMATE IN FORESTRY
Le Sy Doanh, Mai Thi Thanh Nhan SUMMARY
The Software "Eco - climate in Forestry " is a product of the the Ministry-level scientific research "Study the impact of a number of factors of climate, hydrology and land on forest vegetation from which to develop a software on Eco - climate in Forestry " " The software was developed to include a huge database of eco-climatic hydrographic, oceanographic indicators and local terrain condition for the whole country It also includes spatial and time interpolation algorithm with high precision The software is considered a versatile support tool for teaching and scientific research in Forestry at the University of Forestry in particular and for the forestry sector in general The authors have carried out a research project on the online application of the software “Eco-climate in Forestry", which has provided technology solutions to allow users’ access to to download, apply and seek for information and source data on temperature, humidity, rainfall, elevation, slope and soil types through the website
of the Institute of Forest Ecology and Environment (www.ifee.edu.vn)
Keywords: Climate, eco – climate, forest, hydrology, terrain
Người phản biện: TS Trần Quang Bảo